可见光通信中光源的光功率分布研究(3)
国内对基于白光LED的可见光通信研究还在摸索和起步阶段。2006 年，暨南大学的陈长缨、胡国永[10]等学者提出基于白光LED照明光源的室内无线通信技术，设计并实现了点对点的通信系统。该系统通信距离为20cm，能够在10MHz的传输速率下，保证频率调制（FM）信号的正确传输。2007年,西安理工大学的丁德强,柯熙政学者[11]对可见光通信系统的光源布局进行了设计与仿真研究,之后,提出一种基于可见光通信的无线局域网系统,给出了可见光无线局域网的设计方案，基本可以满足无线局域网内用户通信的需求。2008年，暨南大学研究者在前期工作的基础上，利用白光LED阵列光源解决了前期系统通信距离短、无法达到照明要求等问题，实现了实用照明的室内可见光通信系统。[12]系统性能得到了很大程度的提高，成功实现4Mb/s带宽的数字视频信号传输， 信号传输距离超过了2.5m。至今，仍有大量的学者在不断的优化设计，更新参数，技术还在不断的进步之中。
1.3 技术优势及发展
可见光通信作为一种新技术，正在受到世界的瞩目，它主要具有以下的优点：
（1） 由于无线频谱的大量占用，此时可见光通信的引入是对通信频谱的拓展和开发。可见光大约在380nm到780nm，相当于405THz的带宽，一旦投入使用，将缓解无线频谱耗尽的危机。
（2） 可见光通信技术利用LED灯的高速调制的特征，在实现日常照明的同时，兼顾了通信，是一种对人体无害的绿色通信技术。随着科技的进步好发展，可以和智能控制有机结合，符合节能降耗的社会要求。
（3） 可见光通信的应用比现有的无线通信更加广泛，例如由于对现有的无线电通信没有干扰，可以用于航空、医院等射频敏感区域，由于可见光无法透过障碍物，所以可以用在一些对保密性要求高的区域等等。
（4） 可见光技术具有高速通信的潜力，可以为未来的高速接入提供技术支持，由于人眼对可见光的安全性，室内白光LED的功率可以很高，因而信噪比很高，为高速通信奠定基础。
正是因为可见光通信有巨大的优点和潜力，才使得各国的研究者都对其有着极大的研究热情，该技术一旦投入到使用中，将会带来巨大的效益和便利。
目前可见光通信技术也存在一些限制和难题，其中最为突出的就是可见光有限的带宽，限制了传输的速率，这将会成为未来研究的热点。
1.4 本文主要研究内容
本文主要研究可见光通信的光源光功率分布研究。第一章介绍可见光功率的课题背景，国内外的研究现状以及优势等；第二章主要从发射、传输、接收三个方面介绍可见光系统的构成；第三章介绍LED光源的照度特性并且分析了光源排布方案研究，分别讨论了平面阵列与立体阵列的照度对比、平面圆形、放射型、矩形分布的照度对比；2*2阵列分布、均匀分布、3*3阵列分布和4*4阵列分布的照度对比，得出最佳的LED排布方式；第四章研究了影响光源光功率分布的两个因素：光源分布和信道模型。光源部分用五种常见的参数对光源的最佳阵列进行了分析，在信道方面介绍了直射式视距链路和漫射链路，并对比分析了三种常见的漫射链路模型。第五章则用现有的实验室模型设计一个LED最优阵列，并根据仿真结果提出了一种的改善方案。